[發明專利]一種浮點運算裝置及方法

有效

• 申請號: 201910239124.8
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109901813B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 馮春陽;劉剛;張興革;彭瑯;王俊杰;黃晶
• 申請（專利權）人: 北京市合芯數字科技有限公司
• 主分類號: G06F7/483
• 分類號: G06F7/483;G06F7/487
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 馬永芬

本發明公開了一種浮點運算裝置及方法，裝置包括：功能分類及譯碼模塊接收待處理浮點數及第一控制信號，對第一控制信號進行譯碼，根據譯碼結果對待處理浮點數進行拆分，根據拆分后的待處理浮點數生成數據分配信號，根據預設的數據類型生成用于運算選擇的第二控制信號；運算處理模塊根據數據分配信號及第二控制信號對進行數據檢測及運算，生成運算狀態標志及運算結果；運算結果輸出模塊輸出待處理浮點數的運算狀態標志及運算結果。本發明提供的浮點運算裝置輸出運算結果的同時也輸出運算狀態標志，可表征該運算結果的運算狀態正常或者異常，使得運算結果更加可靠，采用SRT?4算法實現對進行浮點除法或平方根運算，迭代速度快，收斂精度高。

技術領域

本發明涉及數字信號處理領域，具體涉及一種浮點運算裝置及方法。

背景技術

隨著計算密集型需求日益廣泛，計算復雜度急劇增加，遵守IEEE?754標準的浮點處理器被廣泛應用，也促使設計師更關注基于特定應用需求的浮點處理裝置，并對浮點數處理的實時性和精度及可靠性提出了更高要求。

目前，浮點處理裝置對諸如浮點除法、浮點平方根等計算的功能操作，主要依賴應用軟件來實現，只是輸出運算結果，對于運算過程中存在的數據異常操作及特殊類型未進行標注，使得運算結果不可靠，無法滿足對計算速度可靠性要求較高的場合，當運算結果不可靠時需要重復運算，使得運算實時性差，無法滿足數字信號處理、圖像/語音處理領域中對此類浮點計算的快速求解。

發明內容

因此，本發明提供一種浮點除法和平方根運算裝置及方法，克服了現有技術中浮點處理裝置運算結果不可靠的不足。

第一方面，本發明實施例提供一種浮點運算裝置，包括：功能分類及譯碼模塊，用于接收待處理浮點數及第一控制信號，對第一控制信號進行譯碼，根據譯碼結果對所述待處理浮點數進行拆分，根據拆分后的待處理浮點數生成數據分配信號，根據預設的數據類型生成用于運算選擇的第二控制信號；運算處理模塊，用于根據所述數據分配信號及所述第二控制信號對所述待處理浮點數進行數據檢測及運算，生成運算狀態標志及運算結果；運算結果輸出模塊，用于輸出所述待處理浮點數的運算狀態標志及運算結果。

所述第一控制信號包括：裝置工作使能、異常使能、向量/標量模式選擇、單精度/雙精度數據選擇及除法/平方根計算模式選擇。

在一實施例中，所述第二控制信號包括：啟動信號、功能選擇及精度控制。

在一實施例中，所述運算處理模塊包括多個運算子模塊，所述運算子模塊至少包括：第一運算子模塊、第二運算子模塊、第三子模塊及第四子模塊，其中，第一運算子模塊，用于對32位單精度浮點數、64位雙精度浮點數及按照二進制雙精度浮點格式擴展的單精度浮點數進行運算，輸入和輸出數據位寬均為64位；第二運算子模塊，用于對32位單精度浮點數進行運算，輸入和輸出數據位寬均為32位；第三運算子模塊，用于對32位單精度浮點數、64位雙精度浮點數進行運算，輸入和輸出數據位寬均為64位；第四運算子模塊，用于對32位單精度浮點數進行運算，輸入和輸出數據位寬均為32位。

在一實施例中，所述運算處理模塊還包括：浮點數檢測子模塊，用于對待處理浮點數中的特殊類型數據及運算前的異常進行檢測。

在一實施例中，所述運算狀態標志包括：表征計算結果異常狀態的異常標志和表征特殊狀態的特殊狀態標志。

在一實施例中，所述功能分類及譯碼模塊還用于接收中斷控制信號，根據所述中斷控制信號中斷所述待處理浮點數的運算操作。

第二方面，本發明實施例提供一種浮點運算方法，包括如下步驟：獲取待處理浮點數及第一控制信號，對第一控制信號進行譯碼，根據譯碼結果對所述待處理浮點數進行拆分，根據拆分后的待處理浮點數生成數據分配信號，根據預設的數據類型生成用于運算選擇的第二控制信號；根據所述數據分配信號及所述第二控制信號對所述待處理浮點數進行數據檢測及運算，生成運算狀態標志及運算結果；輸出所述待處理浮點數的運算狀態標志及運算結果。